AUTOR NACIONALIDAD COD_LIBRO TÍTULO EDITORIAL AÑO

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1 Gobierno del Estado de México Escuela Preparatoria Oficial No. 82 José Revueltas Hay que alcanzar la exaltación verdadera, para lograrlo, hay que ser serenos, sin prisas, estudiar, trabajar y disciplinarse Materia de INFORMATICA COMPUTACION IV Profesor: Juan Gerardo Brito Barrera 4to. semestre grupo: Turno: Alumno: No. de Máquina: Fecha: Lectura Práctica No. 23 Bibliografía: Colegio de Bachilleres Base de datos 1: Compendio Fascicular / Colegio de Bachilleres México: Limusa, p. : II: 23x17 cm. ISBN: 13: Rústica Dewey: /C6529b LC:QA76.9 P.P NORMALIZACIÓN Siempre es conveniente aplicar al esquema obtenido un conjunto de reglas conocido como teoría de la normalización, que nos permite asegurar que un esquema relacional cumple con ciertas propiedades. Entre los problemas que puede presentar un esquema relacional cuando el diseño es inadecuado, se pueden señalar: Incapacidad para almacenar ciertos hechos. Redundancia y, por tanto, posibilidad de inconsistencias. Ambigüedades. Pérdida de información (aparición de tuplas espurias). Aparición en la BD, como consecuencia de las redundancias, de estados que no son válidos en el mundo real; es lo que se llama anomalías de inserción, borrado y modificación. Ejemplo: en la figura siguiente se muestra la relación ESCRIBE, que almacena datos sobre los libros (Cod_libro, Título, Editorial, Año) y sobre los autores que los han escrito (Autor, Nacionalidad). ESCRIBE AUTOR NACIONALIDAD COD_LIBRO TÍTULO EDITORIAL AÑO Batini C Norteamericana Base de Datos Adisson-W 1990 Batini C Norteamericana Lenguajes SQL Adisson-W 1986 Batini C Norteamericana ME/R Adisson-W 1988 Cerí N Norteamericana Basic Adisson-W 1990 Senn J Francesa Visual DíBase Diana 1986 Senn J Francesa Comparación BD Trillas 1984 Laguna R Francesa Comparación BD Trillas 1984 Wright S Norteamericana POO Computec 1989 Kurtz T Alemana POO Computec 1989

2 Los principales problemas de esta relación se derivan de la gran cantidad de redundancias que presenta; por ejemplo, la nacionalidad del autor se repite por cada libro que ha escrito, y algo parecido sucede cuando un libro tiene más de un autor, con la editorial y el año de publicación. Esta redundancia produce a su vez: Anomalías de inserción, ya que dar de alta un libro obliga a insertar en la BD tantas tuplas como autores tenga el libro. Anomalías de modificación, ya que cambiar la editorial de un libro obliga a modificar todas las tuplas que corresponden a ese libro. Anomalías de borrado, ya que el borrado de un libro obliga a borrar varias tuplas, tantas como autores tenga ese libro y viceversa: el borrado de un autor nos lleva a borrar tantas tuplas como libros ha escrito ese autor. Vemos por tanto, que la actualización (altas, bajas o modificación) de un solo libro o de un solo autor nos puede obligar a actualizar más de una tupla, dejándose la integridad de la BD en manos del usuario. Esta relación atenta contra el principio básico en todo diseño: hechos distintos se deben almacenar en objetos distintos, en este caso, en relaciones distintas. Noción intuitiva de las formas normales La teoría de la normalización se centra en lo que se conoce como las formas normales. Se dice que un esquema de relación está en una determinada forma normal si satisface un conjunto específico de restricciones definidas sobre los atributos de una relación, las cuales son conocidas con el nombre de dependencias. Dentro de este enfoque intuitivo podemos decir que un esquema de relación se encuentra en primera forma (1FN) si no existen grupos repetitivos en la relación, esto es, ningún atributo puede tomar más de un valor del dominio subyacente. Se encuentra en 2FN si, además de estar en 1FN, todos los atributos que no forman parte de ninguna clave candidata suministran información acerca de la clave completa, no de una parte de la clave. Considera el esquema de relación PRÉSTAMO: PRÉSTAMO (Núm_socio, DNI_socio,, fecha_préstamo, Editorial, País) Donde las claves candidatas son: (Núm_socio, ) (DNI_socio, ) Se puede observar que diversos atributos que no forman parte de ninguna clave candidata, como Editorial, nos dan información acerca del libro pero no tienen nada que ver con el socio, por lo que no constituyen una información acerca de la clave completa sino únicamente de una parte de la clave, por lo tanto, la relación PRÉSTAMO no se encuentra en 2FN. La solución a esta relación es descomponerla en dos: PRÉSTAMO 1 (Núm_socio, DNI_socio, ; Fecha_préstamo)

3 LIBROS (, Editorial, País) En el primer esquema existen dos claves (Núm_socio, y DNI_socio, ) y el único atributo (Fecha_préstamo) que no forma parte de ninguna clave suministra información acerca de la totalidad de ambas claves candidatas; por otra parte, en LIBROS la clave es, y los dos atributos que no son clave también suministran información acerca de la clave completa, por lo tanto, amabas relaciones se encuentran en 2FN. Una relación está en 3FN si, además de estar en 1FN y 2FN, se cumple que los atributos que no forman parte de ninguna clave candidata, facilitan información sólo acerca de la(s) clave(s) y no acerca de los atributos. Por ejemplo, en PRÉSTAMO1 el atributo Fecha_préstamo solo facilita información acerca de las claves, ya que no existe ningún otro atributo no clave, por lo que dicha relación esta en 3FN. Sin embargo, en la relación LIBROS el atributo País facilita información acerca de la Editorial, no encontrándose por tanto esta relación en 3FN. Para resolver los problemas de esta relación, conviene descomponerla en: LIBROS (Cod_libro, Editorial) EDITORIALES (Editorial, País) Dependencias funcionales Las dependencias nos muestran algunas importantes interrelaciones existentes entre los atributos del mundo real, cuya semántica tratamos de incorporar a nuestra BD; son, por tanto, invariables en tiempo, siempre que no cambie el mundo real del cual proceden. Sea el esquema de relación R definido sobre el conjunto de atributos A y sean e subconjuntos de A llamados descriptores, se dice que depende funcionalmente de, o lo que es igual, que determina o implica a si, y sólo si, cada valor de tiene asociado en todo momento un único valor de. Esta dependencia funcional se representa de la siguiente forma. Llamamos determinante o implicante al descriptor que se encuentra a la izquierda del símbolo de implicación, e implicado al descriptor que se encuentra a la derecha. Por ejemplo, en la relación LIBRO (, Título, Idioma ) podemos decir que el código de un libro determina el título del mismo: Título El código del libro () es el implicante (o determinante) en la anterior dependencia y Título es el implicado.

4 Una herramienta muy útil a la hora de explicitar las dependencias funcionales es el grafo o diagrama de dependencias funcionales, mediante el cual se representa un conjunto de atributos y las dependencias funcionales existentes entre ellos. En el grafo aparecen los nombres de los atributos unidos por flechas, las cuales indican las dependencias funcionales y parten del implicante hacia el implicado. Cuando el implicante de una dependencia no es un único atributo, es decir, se trata de un implicante compuesto, los atributos que lo componen se encierran en un recuadro y la flecha parte de éste, no de cada atributo. La siguiente figura presenta un ejemplo de cómo se visualizan las dependencias: Cód_Libro Núm_socio Título editorial Fecha_préstamo Fecha_dev Nombre, domicilio, teléfono Podemos observar que determina funcionalmente el Título del libro y la Editorial, como indica la fecha correspondiente; de forma análoga, Núm_socio determina el Nombre, Domicilio y Teléfono del socio (nos interesa un solo teléfono), mientras que ambos atributos en conjunto y Núm_socio (lo que se indica haciendo que la flecha parta del recuadro que incluye) determinan Fecha_préstamo y Fecha_dev. Dependencia funcional plena o completa Se dice que tiene dependencia funcional completa o plena de se depende funcionalmente de pero no depende de ningún subconjunto del mismo, esto es: 1 2 Lo que se representa por: Supongamos por ejemplo la relación: PRESTA (Cod_libro, Título, Editorial, Num_socio, Nombre, Domicilio, Teléfono, Fecha_préstamo, Fecha_dev) Cuyas dependencias funcionales aparecen en el esquema anterior: la dependencia funcional, Nú Fecha_préstamo Indica que, dado un determinado código de libro y un número de socio, existe una única fecha de préstamo (se ha supuesto que un mismo libro no se presta al mismo socio en diferentes ocasiones). Ni código de libro ni número de socio implican, por si solos, la fecha de préstamo, ya

5 que tanto un libro se puede prestar en varias fechas, como un socio puede recibir libros prestados en varias fechas. Por lo tanto, la referencia funcional anterior es completa y se representa:, Núm_socio Fecha_préstamo Lo anterior se puede interpretar como que Fecha_préstamo constituye una información sobre el conjunto de libro y socio, pero esta información no atañe a un libro o a un socio por separado. Dependencia funcional transitiva Sea la relación: R (,, Z) en la que existen las siguientes dependencias funcionales: Z Z Se dice entonces que Z tiene una dependencia transitiva respecto de a través de, lo que se representa por: Z Si consideramos la relación LIBROS (, Editorial, País), en donde tenemos, para cada libro, su código, la editorial que lo publica y el país al que pertenece la editorial, se tenderán las siguientes dependencias: Editorial Editorial País País Además: Editorial que una editorial pude publicar varios libros. La dependencia funcional entre y País es una dependencia transitiva a través de Editorial, representándose: País Lo anterior se puede interpretar como que País es una información sobre el libro, pero indirectamente, ya que constituye una información sobre la editorial y ésta, a su vez, sobre el libro. Definición formal de las tres primeras formas normales

6 Primera forma normal (1FN). Para que una tabla pueda ser considerada una relación, no debe admitir grupos repetitivos, esto es, debe estar en primera forma normal. Se dice que una relación esta en 1FN si cada atributo toma un único valor del dominio subyacente. Ejemplo: LIBRO (Código, Título, Autor) CÓDIGO TÍTULO AUTOR Modelo de Datos Murray Graham Turbo Pascal Aguilar Visual D Base Kurtz Smith Está en 1 FN CÓDIGO TÍTULO AUTOR Modelo de Datos Murray Modelo de Datos Graham Turbo Pascal Aguilar Visual D Base Kurtz Visual D Base Smith No está en 1FN (hay grupos repetitivos) LIBRO (Código, Título, Autor) Segunda forma normal (2FN). Una relación está en 2FN si: Está en 1FN Cada atributo no principal tiene dependencia funcional completa respecto de cada una de las claves. Tercera forma normal (3FN). Se dice que una relación está en 3FN si: Está en 2FN. No existe ningún atributo no principal que dependa transitivamente de alguna de las claves de la relación. Descomposición de relaciones La transformación de una relación se encuentra en una determinada forma normal, en otra relación cuya forma normal es superior, se realiza por medio del operador de proyección de álgebra relacional. Por ejemplo, si se quisiéramos llevar la relación PRESTA (, Núm_socio, Editorial) a una forma normal más avanzada, sería preciso descomponerla mediante proyecciones, obteniendo las siguientes relaciones: PRESTA1 (, Núm_socio) PRESTA2 (, Editorial) Ambas relaciones están en 3FN y han desaparecido las redundancias y las inconsistencias. Además, la combinación natural de PRESTA1 * PRESTA2 (por el atributo común ) nos devuelve la relación original. En el proceso de descomposición de relaciones, es preciso cumplir determinadas reglas:

7 1. Descomposición sin pérdida de información. Se dice que una descomposición se ha realizado sin pérdida de información, cuando la combinación natural de las proyecciones resultantes no devuelve la relación original. Ejemplo: en la relación LIBRO (, Editorial, País) LIBRO COD_LIBRO EDITORIAL PAÍS McGraw-Hill España McGraw-Hill España Daina España Anaya España Trillas Argentina Tiene lugar las siguientes dependencias funcionales: Supongamos que descomponemos esta relación en: LIBRO 1 (, País) EDITORIAL 1 (Editorial, País) cuyas extensiones aparecen a continuación: LIBRO 1 COD_LIBRO PAÍS España España España España Argentina Editorial Editorial País EDITORIAL 1 EDITORIAL McGraw-Hill McGraw-Hill Daina Anaya Trillas PAÍS España España España España Argentina La combinación de estas dos relaciones da lugar a la aparición de tuplas espurias (marcadas en negritas), que no se encontraban originalmente. Se dice que la descomposición de la relación LIBRO ha dado lugar a pérdida de información.

8 LIBRO 1 * EDITORIAL 1 COD_LIBRO EDITORIAL PAÍS McGraw-Hill España Diana España Anaya España McGraw-Hill España Diana España Anaya España McGraw-Hill España Diana España Anaya España Mc Graw-Hill España Diana España Anaya España Trillas Argentina Si en lugar de lo anterior hubiéramos obtenido: LIIBRO 2 (, País) EDITORIAL 2 (, Editorial) La combinación natural LIBRO 2 * EDITORIAL 2 (considerado como clave ) daría nuevamente la relación original sin las tuplas espuarias. 2. Descomposición sin pérdida de dependencia funcional. Consideramos la misma relación LIBRO del ejemplo anterior que descompusimos en LIBRO 2 y EDITORIAL 2, donde no ha habido pérdida de información, se ha perdido una dependencia funcional, ya que en la relación País la dependencia funcional es: en la EDITORIAL 2, la única dependencia País (Editorial Por lo tanto, la dependencia Editorial País se ha perdido, y con ella también ha desaparecido en nuestro esquema parte de la semántica del mundo real, que nos dice que dada una editorial, ésta se encuentra en un único país. 3. Descomposición en proyecciones independientes. La descomposición de una relación R en un conjunto de relaciones {Ri} se dice que se ha realizado en proyecciones independientes sino ha habido pérdida de información ni de dependencias funcionales. Si la relación LIBRO la descomponemos en: LIBRO 3 (, Editorial) EDITORIAL 3 (Editorial, País) Esta dos proyecciones serían independientes, ya que el atributo común es clave de una de las relaciones (la segunda), por lo que hay pérdida de información; además, tampoco hay pérdida de dependencias funcionales.